[여성소비자신문 한지안 기자] 현대자동차그룹이 전기차 전용 플랫폼 ‘E-GMP(Electric-Global Modular Platform)’를 공개했다.

E-GMP는 현대차그룹이 전기차 도약의 원년으로 삼은 내년부터 순차적으로 선보일 현대차 ‘아이오닉5’와 기아차 ‘CV’등 차세대 전기차 라인업의 뼈대가 되는 신규 플랫폼이다. 바닥에 배터리를 넓게 깔아 공간 활용성과 차량 성능을 월등하게 높일 수 있다. 현대차그룹은 E-GMP를 통해 수소전기차에 이어 순수 전기차 분야에서도 선도 업체로서 위상을 공고히 한다는 계획이다.

현대차그룹은 지난 2일 ‘E-GMP 디지털 디스커버리’ 행사를 열고 차세대 전기차 전용 플랫폼의 기술적인 특장점과 새로운 고속화 모터 및 배터리 시스템 등을 선보였다. 이날 현대차그룹 알버트 비어만 연구개발본부장은 “현대차그룹이 앞서 선보였던 전기차들은 뛰어난 효율로 고객들의 많은 주목을 받아왔다”며 “세계 최고 수준의 전기차 전용 플랫폼 E-GMP를 통해 기존의 우수한 효율성에 더해 다이내믹한 주행성능을 필요로 하는 새로운 차급까지 그 기술 리더십을 더욱 확장할 것”이라고 밝혔다.

현대차그룹에 따르면 E-GMP는 내연기관 자동차의 플랫폼을 활용한 기존의 전기차와 달리 전기차만을 위한 최적화 구조로 설계됐다. 1회 충전으로 국내 기준 500km 이상 주행할 수 있으며 800V 충전 시스템을 갖춰 초고속 급속충전기 이용시 18분 이내 80% 충전이 가능하다. 100km를 주행하기 위해 필요한 충전 시간이 5분인 셈이다.

기존 내연기관 플랫폼과 구조가 달라 엔진과 변속기, 연료탱크 등이 차지했던 공간을 활용할 수 있다. 지금까지 구조적인 한계로 불가능했던 새로운 자동차 실내외 디자인이 가능하다는게 사측 설명이다.

현대차는 E-GMP의 자율주행, 고성능 전기차EV, V2G(Vehicle to Grid) 등 활용성을 고려한 설계구조를 통해 미래 모빌리티 시장 지배력을 확대할 수 있을 것으로 기대하고 있다. V2G는 주행 후 차량 내부에 남아있는 전력을 다시 외부의 전력망으로 전송해 사용하는 개념으로 차량을 하나의 에너지 저장장치(ESS)로 이용하는 방식이다.

현대차그룹은 향후 E-GMP를 기반으로 개발되는 차세대 전용 전기차에 신규 PE시스템(Power Electric System), 다양한 글로벌 충전 인프라를 고려한 세계 최초의 400V/800V 멀티 급속충전 기술, 차량 외부로도 자유롭게 전기를 공급할 수 있는 V2L(Vehicle to Load) 기능 등을 추가로 적용해 보다 진화된 전동화 모빌리티 고객경험을 제공한다는 계획이다.

제로백 3.5초 미만·최고 속도 260km/h 구현 가능

모듈화와 표준화 개념을 도입한 E-GMP는 제품 기획단계부터 하나의 플랫폼으로 차종과 차급의 경계를 넘어 유연한 제품개발이 가능하도록 설계돼 세단, CUV, SUV부터 고성능, 고효율 모델까지 고객이 원하는 다양한 차량을 신속하게 선보일 수 있다. 소비자들의 요구에 따라 단기간에 전기차 라인업을 늘릴 수 있다는 점이 장점으로 꼽힌다.

현대차그룹은 “빠른 가속력, 다이내믹한 승차감을 원하는 이들을 위한 고성능 모델은 0→100km/h 도달시간 3.5초 미만, 최고 속도 260km/h 구현이 가능하다”며 “기존 내연기관 차량에서 큰 부분을 차지하던 엔진이 사라진 공간에 상대적으로 가벼워진 구동 모터를 배치하고, 배터리를 하단에 낮게 위치시킴으로써 저중심 설계와 이상적인 전후 중량배분으로 뛰어난 선회 성능과 안정적인 고속주행이 가능하다”고 설명했다.

그룹은 또 E-GMP는 고속화 모터를 탑재해 구동성능을 대폭 끌어올렸다며 중대형 차량들에 주로 적용했던 후륜5 링크 서스펜션과 세계 최초로 양산 적용되는 기능 통합형 드라이브 액슬(IDA, Integrated Drive Axle)로 승차감과 핸들링 성능 역시 크게 향상시켰다고 강조했다.

편평한 바닥으로 공간활용성 극대화…안전 신기술 적용

E-GMP에는 탑승객과 배터리 안전을 위한 신기술이 다양하게 적용됐다. 우선 차량 전방의 충돌 에너지 흡수구간은 차체와 섀시 등 구조물의 효과적인 변형을 유도해 충격을 완화할 수 있도록 설계됐다. 대시보드 앞부분인 하중 지지구간은 보강구조로 PE 시스템과 고전압 배터리가 받는 충격을 최소화했다. 또 차량 하단의 고전압 배터리의 보호구간은 초고장력강으로 충돌 안전성을 향상시켰다.

탑승객 보호공간인 승객실은 변형을 억제하기 위해서 A필라에 하중 분산구조를 적용하고 배터리 전방과 주변부에는 핫스탬핑 부재를 보강했다. 배터리 케이스의 중앙부도 차체에 견고하게 밀착시켜 충돌 에너지를 효과적으로 분산시킬 수 있는 구조를 갖췄다.

현대차그룹은 또 “E-GMP는 미래 전동화 모빌리티에 적합한 혁신적인 디자인과 공간도 제공한다”고 강조했다. 차량 끝에서 바퀴 중심까지 거리가 짧아지고 앞 바퀴와 뒷 바퀴 차축간의 거리가 길어져 개성있는 디자인이 가능하다는 설명이다. 콕핏(운전석의 대시보드 부품 모듈) 크기를 줄여 좌석 자리를 얿게 확보할 수 있다. 그간 현대차그룹이 강조해온 내연기관 플랫폼과의 구조적 차이도 두드러지는 특징이다. 필수적이었던 차체 바닥의 센터터널을 없애고 배터리를 중앙 하단에 배치하면서 실내 바닥이 편평해져 공간활용성이 극대화됐다. 우선 후석 승객공간이 넓어졌고, 차종에 따라 다양한 전후 시트 배치가 가능하다.

모터·감속기·인버터 일체화…단일 배터리 모듈 탑재

E-GMP에는 차세대 전기차를 위해 새롭게 개발된 모터와 감속기, 전력변환을 위한 인버터와 배터리 등의 신규 PE 시스템이 탑재된다. E-GMP의 PE 시스템은 넓은 공간 확보와 중량 절감을 위해 크기와 무게를 줄였고 부품간 에너지 전달 손실을 낮춰 성능과 효율을 최대치로 끌어올렸으며, 800V 고전압 시스템으로 충전 시간을 대폭 단축했다. 구동에 필요한 모터, 동력을 차량에 필요한 토크와 속도로 변환해 전달하는 감속기, 그리고 전력을 변환해 모터의 토크를 제어하는 인버터를 일체화했다. 또 모터의 최고 속도를 기존 대비 30~70% 높이고, 감속비를 33% 높여 모터 사이즈를 줄이고 경량화를 통한 효율 개선까지 실현했다.

E-GMP를 기반으로 개발되는 모든 차량에는 최고 수준의 에너지 밀도 셀로 구성된 표준화된 단일 배터리 모듈이 탑재되며, 이러한 표준화 모듈을 바탕으로 기본형과 항속형 등 모듈 탑재 개수에 따라 다양한 배터리 팩 구성이 가능하다.

후륜 모터시스템의 인버터 파워모듈에는 기존의 실리콘(Si) 전력반도체 대비 성능이 뛰어난 실리콘 카바이드(SiC) 전력반도체를 적용해 효율은 2~3%, 주행거리는 5% 내외로 향상시킴으로써 동일한 양의 배터리로 더 장거리를 주행할 수 있다. 실리콘 카바이드 전력반도체는 고효율 신소재인 탄화규소를 이용해 전력을 변환, 처리, 제어하는 전력반도체다. 기존에 대부분 사용되고 있던 실리콘(Si) 전력반도체에 비해 강도와 열 전도율이 높고, 에너지 손실량이 적어 차세대 전력반도체로 부각되고 있다.

E-GMP는 후륜 구동 2WD 방식이 기본이며 트림에 따라 전륜 모터를 추가해 4륜 구동 방식을 선택할 수 있다. 여기에 전기차 최초로 모터와 구동축을 주행상황에 따라 분리하거나 연결할 수 있는 ‘감속기 디스커넥터(동력 분리장치)’를 탑재해 구동 방식을 자유롭게 전환할 수 있도록 했다.

400V·800V 멀티충전 시스템…야외에서 전력 공급 가능

현대차 그룹은 또 E-GMP에는= 충전 시간을 단축하기 위한 800V 고전압 충전 시스템과 다양한 충전 인프라를 이용할 수 있도록 하는 400V/800V 멀티 급속충전 시스템을 세계 최초로 적용했다고도 강조했다.

현재 국내외 대다수 급속 충전 인프라는 400V 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 50~150kW급 충전기가 대부분이나 최근에는 빠른 충전을 위해 800V 고전압 충전 시스템을 갖춘 전기차를 위한 350kW급 초고속 충전 인프라가 설치되고 있는 추세다. E-GMP는 초고속 충전기로 충전할 경우 18분 내 80% 충전이 가능하다. 또 1회 완충으로 500km 이상 주행이 가능하다. 5분의 충전만으로도 약 100km 정도를 주행할 수 있다.

멀티 급속충전 시스템은 세계 최초로 E-GMP에 적용된 특허 기술로 차량의 구동용 모터와 인버터를 활용해 인프라에서 공급되는 400V 전압을 차량 시스템에 최적화된 800V로 승압해 안정적인 충전호환성을 확보할 수 있도록 개발됐다.

E-GMP에는 또 야외에서 전력 공급이 가능한 V2L(Vehicle to Load) 기술도 적용됐다. 지금까지의 전기차는 OBC(On Board Charger)를 이용해 외부에서 차량 내부로의 단방향 전기 충전만 가능했지만 E-GMP는 통합 충전 시스템(ICCU)과 차량 충전관리 시스템(VCMS)을 통해 별도의 추가 장치 없이도 일반 전원(110V/220V)을 차량 외부로도 공급할 수 있는 V2L(Vehicle to Load) 기능을 갖췄다.

해당 기술은 일반주택의 공급 계약전력인 3kW보다 큰 3.5kW의 전력을 공급할 수 있으며, 배터리 용량에 따라 17평형 에어컨과 55인치 TV를 동시에 약 24시간 가동할 수 있다. 야외활동이나 캠핑 장소에서 전자제품을 연결하고 다른 전기차를 충전하는 것이 가능한 만큼 ‘보조 배터리’처럼 이용할 수 있는 셈이다.

현대차 아이오닉·기아차 CV에 적용…“전기차 최선두 도약”

현대차그룹은 E-GMP를 통해 글로벌 시장에 연간 100만대를 판매해 글로벌 최선두 전기차 업체로 도약한다는 방침이다. 실제로 그룹이 2025년까지 계획한 전동화 모델 44개 차종 중 전기차가 23개 차종(전용 전기차 11종을 포함)을 차지하고 있다.

현대차는 지난 8월 전기차 전용 플랫폼 E-GMP가 첫 적용될 예정인 순수 전기차 브랜드 ‘아이오닉(IONIQ)’을 론칭한 바 있다. 내년부터 2024년까지 ▲준중형 CUV ▲중형 세단 ▲대형 SUV 등 3종의 전용 전기차 라인업을 우선적으로 선보일 계획이다.

기아차 역시 중장기 미래 전략 ‘플랜S’에 기반한 모빌리티·전기차 사업체제로의 전환을 진행 중이다. 지난 9월 2025년까지 전기차 판매 비중을 20%까지 확대하겠다며 2027년까지 CV와 고성능 모델을 비롯해 순차적으로 출시할 전용 전기차 모델 7개의 스케치 이미지를 공개한 바 있다.

현대차는 E-GMP에 무선충전 기술을 적용할 계획이 있다고도 밝혔다. 현대차 전동화개발실 정진환 상무는 “무선충전기술을 E-GMP에 장착할 예정”이라며 “무선충전은 차량 쪽에서 받아줘야 하는 부분이 있고, (외부) 인프라로 바닥면에 전기를 만들어서 전달해주는 통신부가 있어야 한다. 현대차그룹이 양쪽의 기술을 다 개발하고 있다”고 설명했다.

적용 시점에 대해서는 “시장 변화와 환경 변화에 따라 적용 시점이 다를 수 있지만 기술개발은 돼 있고 (무선충전 기술을) 장착할 예정”이라고 강조했다.

한지안 기자  hann9239@wsobi.com

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